JP2015125229A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】廃棄トナーが落下する移動路におけるトナーの詰まりを防止することのできる画像形成装置を提供すること。【解決手段】搬送スクリュー51の回転に伴って、係合部513が回転軸芯Qの位置を中心として回転軸芯Qに直交する平面上を周回すると、第1アーム部105は係合部103からその平面に平行な方向の力を受ける。これにより、揺動部材103は揺動中心軸104を中心として揺動する。この揺動に伴い、第2アーム部106の先端部に係合されたコイルスプリング101が上下に移動する。このとき、コイルスプリング101の可動領域内に廃トナーが堆積していると、この堆積している廃トナーが、上下移動するコイルスプリング101によってほぐされる。これにより、廃トナー落下口53から廃棄ボトル48のトナー受入口54に至るトナー落下経路55に廃トナーが詰まるのを防止できる。【選択図】図9

Description

本発明は、トナーを用いて画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置に関する。
コピー機、プリンター及びFAX等の電子写真方式の画像形成装置においては、一般に、感光体ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像が現像装置内の現像剤(トナー)によって可視化され、そのトナー像が記録媒体に転写される。このとき、感光体ドラムの表面には、記録媒体に転写されなかったトナーが残留することがあるため、クリーニング装置によってこの残留トナーが感光体ドラムの表面から除去される。感光体ドラムの表面から除去された残留トナーは、廃トナーとしてスクリューにより水平方向一端部まで水平搬送され、その一端部から落下させて廃棄ボトルに投入され貯留される。
ところで、感光体ドラムの表面から除去される廃トナーは、機械的ストレス又は紙粉等の不純物の混入によって流動性が低下して固化し易い。そのため、廃トナーの搬送路において前記廃トナーが固まって詰まる場合がある。
従来、現像装置の回転する搬送オーガのトナー撹拌・搬送用羽根に板バネを断続的に接触させることにより振動させ、この振動を用いて、トナーを現像器へ供給する落下搬送路に堆積したトナーをほぐす技術が知られている(例えば特許文献1参照)。
特開2006−171105号公報
しかしながら、クリーニング装置からその下方に位置する廃棄ボトルに至るまでの廃棄トナーが落下する移動路においてもトナーの詰まりが生じる。
本発明の目的は、廃棄トナーが落下する移動路におけるトナーの詰まりを防止することのできる画像形成装置を提供することである。
本発明の一の局面に係る画像形成装置は、画像形成部と、廃トナー収容部と、移動部材と、駆動機構とを有する。前記画像形成部は、トナーを用いて画像を形成する。前記廃トナー収容部は、前記画像形成部で使用された後の廃トナーが収容される。前記移動部材は、前記画像形成部から前記廃トナー収容部に移動する前記廃トナーの移動経路のうち前記廃トナーが落下移動するトナー落下経路内で前記廃トナーの落下方向と平行な方向に移動可能に支持されている。前記駆動機構は、前記移動部材を前記廃トナーの落下方向と平行な方向に往復移動させる。
本発明によれば、廃棄トナーが落下する移動路におけるトナーの詰まりを防止することができる。
本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略構成図である。 本発明に係る画像形成装置の一実施形態の内部構成を示す模式図である。 画像形成部の構成を示す図である。 筐体の右側面カバーと廃トナー搬送ユニットとを取り外した後の画像処理装置の内部構成を示す外観斜視図である。 画像形成装置における廃棄ボトルの設置位置の説明図である。 筐体から取り外した廃トナー搬送ユニットの外観斜視図を示す図である。 廃トナー搬送ユニットの分解斜視図である。 動力伝達機構の説明図である。 廃トナー搬送ユニットの搬送スクリューによる搬送方向から見た、廃トナー搬送ユニット及び廃棄ボトルの位置関係等の説明図である。 トナーほぐし機構の作用の説明図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に説明される実施形態は本発明を具体化した一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置1の構成を示す概略構成図である。画像形成装置1は、本発明の画像形成装置の一例である。以下の説明においては、画像形成装置1が使用可能に設置された状態(図1の状態)を基準として図1で定義された上下方向700、前後方向701、及び左右方向702を用いて説明することがある。
図1に示されるように、画像形成装置1は、スキャナー機能、コピー機能、プリンター機能及びファクシミリー機能などの各機能を備える複合機である。画像形成装置1は、入力された画像をトナーなどの印刷材料を用いて印刷シートに印刷するものである。なお、画像形成装置1は複合機に限られず、プリンター、ファクシミリー、又は複写機なども本発明に係る画像形成装置の一例である。
画像形成装置1は、不図示のネットワーク通信部を介して外部から入力された画像データに基づき印刷シートに画像を印刷する。図1に示されるように、画像形成装置1は、外枠のカバー及び内部フレームを含む筐体2を有する。
図2に示されるように、画像形成装置1は、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置であり、画像形成部3〜6と、中間転写ユニット7と、二次転写装置8と、定着装置9と、制御部10と、給紙部11と、排紙部12とを備えている。
画像形成部3〜6は、前後方向701に並設されている。画像形成部3〜6は、互いに色の異なるトナー像を形成する。画像形成部3はブラック用の画像形成部、画像形成部4はイエロー用の画像形成部、画像形成部5はシアン用の画像形成部、画像形成部6はマゼンタ用の画像形成部である。
画像形成部3〜6のそれぞれは、トナー像を担持する感光体ドラム13〜16、その感光体ドラム13〜16の表面を帯電させる帯電装置18〜21、帯電された感光体ドラム13〜16の表面を露光して光を走査することにより静電潜像を書き込む露光装置22を備えている。また、画像形成部3〜6のそれぞれは、感光体ドラム13〜16上の静電潜像をトナーにより現像する現像装置26〜29、回転する感光体ドラム13〜16上のトナー像を移動する中間転写ベルト7Aに転写する一次転写装置30〜33、感光体ドラム13〜16上の残存トナーを除去するクリーニングユニット34〜37を備えている。
中間転写ユニット7は、中間転写ベルト7Aと、駆動ローラー7Bと、従動ローラー7Cとを有する。中間転写ベルト7Aは、例えばゴム又はウレタン等の素材からなる無端環状のベルトである。中間転写ベルト7Aは、駆動ローラー7B及び従動ローラー7Cによって回転駆動可能に支持されている。駆動ローラー7Bは定着装置9に近い位置(図1において右側)に配置されており、従動ローラー7Cは定着装置9から離れた位置(図1において左側)に配置されている。駆動ローラー7Bの表面は中間転写ベルト7Aとの摩擦力を高めるために例えばゴム又はウレタン等の素材で形成されている。
図2に示される例では、前後方向701後側から順に、ブラック用の画像形成部3、イエロー用の画像形成部4、シアン用の画像形成部5及びマゼンタ用の画像形成部6が一列に配置されている。中間転写ベルト7Aは、駆動ローラー7B及び従動ローラー7Cによって支持されることにより、その表面が各感光体ドラム13〜16の表面に接しながら移動(走行)可能となる。そして、中間転写ベルト7Aは、その表面が感光体ドラム13〜16と一次転写装置30〜33との間を通過する際に、感光体ドラム13〜16からトナー像が順に重ね合わせて転写される。
二次転写装置8は、中間転写ベルト7Aに転写されたトナー像を給紙部11から搬送されてきた印刷シートに転写するものである。トナー像が転写された印刷シートは、不図示の搬送手段によって定着装置9に搬送される。定着装置9は、約200℃以上に加熱された加熱ローラー9Aと、この加熱ローラー9Aに対向配置された加圧ローラー9Bとを有する。定着装置9に搬送された印刷シートは、加熱ローラー9Aと加圧ローラー9Bとによって挟持されつつ搬送されることによって、トナー像が印刷シートに溶着される。その後、印刷シートは排紙部12に排出される。
このように、画像形成装置1は、複数の画像形成部3〜6によって各色のトナー像を走行中の中間転写ベルト7A上に重ねて転写することにより、カラーのトナー像を中間転写ベルト7Aの表面に形成させる。さらに、画像形成装置1は、そのカラーのトナー像を二次転写装置8によって中間転写ベルト7Aから印刷シートへ転写することにより、印刷シート上にカラー画像を形成させる。なお、中間転写ベルト7Aを搬送ベルトとして用い、その搬送ベルト上に搬送される印刷シートにトナー像が直接に重ね合わせて転写される構成も他の実施例として考えられる。また、中間転写ベルト7Aに代えてローラー状の中間転写部材を用いることも他の実施例として考えられる。
クリーニングユニット34〜37は、トナー像がシートに転写された後に、感光体ドラム13〜16の表面に残ったトナー(廃トナー)を除去するものである。クリーニングユニット34〜37については後述する。
給紙部11は、画像形成部3〜6等によって画像が形成される対象のシートを収容する給紙カセットを有する。給紙カセットは、複数枚のシートを積層状態で収容可能である。
図3は、画像形成部3〜6における感光体ドラム13〜16、現像装置26〜29及びクリーニングユニット34〜37を模式的に示す断面図である。なお、画像形成部3〜6は同様の構成を有するので、画像形成部3に着目して説明する。
図3に示されるように、画像形成部3には、現像装置26、感光体ドラム13及びクリーニングユニット34が備えられている。
現像装置26には、感光体ドラム13の近傍に、現像用のマグネットローラー38が設けられている。マグネットローラー38には、感光体ドラム13の帯電極性と同極性のバイアスが印加されている。マグネットローラー38によって、現像剤であるトナー39が帯電されるとともに、感光体ドラム13の表面の静電潜像に飛翔され、静電潜像が現像される。トナー39は、トナー供給口40を介してトナーコンテナ(不図示)から補給される。
クリーニングユニット34は、クリーニング部材であるクリーニングブレード41、クリーニングローラー42、排出スクリュー43及びトナーボックス44を備えている。クリーニングローラー42及びクリーニングブレード41は、感光体ドラム13とほぼ同じ軸線方向長さを有し、感光体ドラム13に接触するように設けられている。
トナー像が印刷シートに転写された後、クリーニングユニット34のクリーニングローラー42とクリーニングブレード41とが感光体ドラム13表面に残留した廃トナーを取り除いてクリーニングする。感光体ドラム13の表面から取り除かれた廃トナーは、重力の作用又はクリーニングローラー42の回転に従って、トナーボックス44に取り入れられる。トナーボックス44に取り入れられた廃トナー45は、排出スクリュー43によって図2の紙面裏側から表側(画像形成装置1の左右方向702左側から右側)へ搬送される。
図1に示すように、画像形成装置1の筐体2の右側面は、取り外し可能な外装カバー47により構成されており、この外装カバー47が取り外されると図4に示すように、廃トナー搬送ユニット46と廃棄ボトル48とが露出する。なお、図5に示すように、筐体2の前面右側角部の下半分は、取り外し可能な外装カバー200で構成されている。この外装カバー200を取り外すと廃棄ボトル48のみが露出し、廃棄ボトル48が装置本体から取り外し可能となる。
外装カバー47を取り外すことにより露出した廃トナー搬送ユニット46は、画像形成装置1のうち右側面において装置本体に着脱可能である。廃トナー搬送ユニット46は、図6に示すように、並設された4つのクリーニングユニット34に接続可能となるように前後方向701に延びる。図6、図7に示すように、廃トナー搬送ユニット46は、第1ケーシング部材49と、第2ケーシング部材50と、搬送スクリュー51とを有する。第1ケーシング部材49及び第2ケーシング部材50は、廃トナー搬送ユニット46のケーシングを構成する。第1ケーシング部材49と第2ケーシング部材50とにより、画像形成装置1の右側部において前後方向に延びる廃トナー搬送室52(図6参照)が形成されている。この廃トナー搬送室52に搬送スクリュー51が格納される。
第1ケーシング部材49には、各クリーニングユニット34に設けられたトナー排出用の送出口(不図示)が接続される4つのユニット接続溝461が等間隔に形成されている。各ユニット接続溝461は、上側から下側に向かって切り込まれた形状をなし、クリーニングユニット34の前記送出口を有する端部が上端から下方に向かって挿入される。各ユニット接続溝461の下端部には、クリーニングユニット34の前記端部の形状に対応する形状の当接部462が形成されている。当接部462の下側周面には、廃トナー導入口463が形成されている。
各クリーニングユニット34が廃トナー搬送ユニット46に接続されると、各クリーニングユニット34に設けられた前記送出口(不図示)と当接部462の廃トナー導入口463とが連通される。廃トナー搬送室52は、各廃トナー導入口463の下方に設けられており、不図示の落下経路を介して各廃トナー導入口463に接続されている。したがって、クリーニングユニット34から搬送された廃トナーは、各廃トナー導入口463を介して廃トナー搬送室52で合流する。
このように、廃トナー搬送室52には、画像形成部3〜6から搬送される廃トナーが搬送されてくる。搬送スクリュー51は、この搬送されてきた廃トナーを画像形成装置1の背面側から前面右側角部に設置されている廃棄ボトル48まで図4、図6、図7の矢印A,B,C方向へ水平搬送する。廃棄ボトル48には、廃トナー収容部の一例であり、画像形成部3〜6で使用された後の廃トナーが収容される。
図8に示すように、搬送スクリュー51は、搬送羽部511を有する。また、搬送スクリュー51は、その搬送方向下流側の端部において、円板部512と、係合部513と、規制板部514と、回転軸部515とを有する。
搬送羽部511は、搬送スクリュー51の回転軸芯Q周りに螺旋状に形成されている。円板部512は、搬送羽部511の一端部に設けられ、所定径の円形状を有する。円板部512は、その法線が回転軸芯Qと平行となり、且つ、円板部512の中心を回転軸芯Qが通るように設けられている。
図8(B)に示すように、係合部513は、円板部512の両面のうち搬送スクリュー51と反対側の外側面512Aに設けられている。また、係合部103は、円板部512の中心の位置から偏心した位置において、円板部512の外側面512Aから所定長さだけ回転軸芯Qと平行に円柱状に延びる。
規制板部514は、係合部513の回転軸芯Q方向両端のうち、円板部512と反対側の端部に設けられた一方向にやや長尺の形状を有する。また、規制板部514は、係合部513の径より大きく広がる面を有する。規制板部514の一方端部側と係合部513とが連結されている。この規制板部514により、係合部513と後述する揺動部材103の第1アーム部105との係合が外れるのを防止する。
回転軸部515は、円柱形状を有する。回転軸部515は、規制板部514の両面のうち係合部513と反対側の外面514Aにおいて、断面中心が回転軸芯Qの位置に一致するように設けられている。回転軸部515は、第1ケーシング部材49及び第2ケーシング部材50によって構成される前記ケーシングに回転自在に支持されている。搬送スクリュー51の反対側の端部にも同様の回転軸部515が設けられており、この回転軸部も前記ケーシングに回転自在に支持されている。そして、回転軸部515は、駆動モーターの回転軸(不図示)に連結されて、前記駆動モーターにより回転駆動される。回転軸部515に駆動モーターの回転駆動力が伝達されると、係合部513、搬送羽部511、円板部512及び規制板部514が回転する。このとき、回転軸芯Q一方側から他方側をみたとき、係合部513は、回転軸芯Qに直交する平面上において、回転軸芯Qの位置を中心として周回する。
図9に示すように、廃トナー搬送室52のうち廃トナー下流側端部には、廃トナーを下方に排出させるための廃トナー落下口53が形成されている。ここで、本実施形態では、トナー落下口53は、搬送スクリュー51による廃トナーの搬送方向である水平方向と平行且つ搬送スクリュー51の回転軸芯Qと直交する方向、すなわち図9の左右方向において搬送スクリュー51の回転軸芯Qから離間した位置に設けられている。そして、この廃トナー落下口53の下方に、廃棄ボトル48の上部に設けられたトナー受入口54が位置する。
廃トナー搬送室52の廃トナーが搬送スクリュー51により水平方向に搬送され、その廃トナーが廃トナー搬送室52の下流側一端部においてある程度堆積すると、その一部が廃トナー落下口53側に移動する。そして、廃トナーが廃トナー落下口53に達すると、その廃トナー落下口53から下方に落下し、廃棄ボトル48内の廃トナー収容空間に貯留される。
このように、廃トナー落下口53から廃棄ボトル48のトナー受入口54に至るトナーの移動路55は、廃トナーが落下するトナー落下経路となっている。廃トナーは、機械的ストレス又は紙粉等の不純物の混入によって流動性が低下して固化し易く、このトナー落下経路55において廃トナーが固まって詰まることが考えらえる。
本実施形態では、トナー落下経路55に堆積するトナーをほぐすためのトナーほぐし機構100が設けられている。トナーほぐし機構100は、図8、図9に示すように、コイルスプリング101と駆動機構102とを有する。
コイルスプリング101は、移動部材の一例であり、トナー落下経路55に堆積した廃トナーをほぐすための部材である。コイルスプリング101は、軸方向がトナー落下経路55の延びる方向に沿うように配設されている。移動部材として、コイルスプリング101を採用することで、安価に移動部材を構成することができる。
駆動機構102は、コイルスプリング101をトナー落下経路55と平行な方向に往復移動させる。本実施形態における駆動機構102は、搬送スクリュー51の回転動力を前記廃トナーの落下方向と平行な前記鉛直上下方向の動力に変換してコイルスプリング101に伝達する。駆動機構102は、前述の係合部513と揺動部材103とを有する。
揺動部材103は、図8に示すように、揺動中心軸104と、第1アーム部105と、第2アーム部106とを有する。揺動中心軸104は、搬送スクリュー51の回転軸芯Qと平行である。揺動部材103は、揺動中心軸104で第2ケーシング部材50(図7参照)の所定位置に回転自在に支持されている。
第1アーム部105は、揺動中心軸104に直交する方向に揺動中心軸104から延びる。第1アーム部105は、先端側が二股形状とされており、この二股形状部105AのスペースSに前述の係合部513が嵌まり込む。すなわち、第1アーム部105は、係合部513と係合する。スペースSの長さは、搬送スクリュー51の回転に伴って係合部513が変位しても、常に係合部513が二股形状部105Aから外れないような長さに設定されている。したがって、搬送スクリュー51が回転すると、係合部513は、二股形状部105A内を相対移動する。
第2アーム部106は、揺動中心軸104に直交する方向であって第1アーム部105と異なる方向に揺動中心軸104から延びるスティック状の部位である。第2アーム部106の先端部には、係合穴106Aが形成されており、この係合穴106Aにコイルスプリング101の一端が係合されている。コイルスプリング101の他端は自由端とされている。
図10に示すように、搬送スクリュー51が回転すると、その回転に伴って、係合部513が回転軸芯Qの位置を中心として回転軸芯Qに直交する平面上を周回する。このとき、第1アーム部105は、係合部103からその平面に平行な方向の力を受ける。これにより、第1アーム部105は、揺動中心軸104を中心として揺動する。したがって、この揺動により、第2アーム部106の先端部が上下に変位する。これにより、第2アーム部106の先端部に係合されたコイルスプリング101が上下に移動する。このように、コイルスプリング101は、画像形成部3〜6から廃棄ボトル48に移動する廃トナーの移動経路のうち廃トナーが落下移動するトナー落下経路55内で廃トナーの落下方向と平行な方向に移動する。
コイルスプリング101の可動領域H(図10参照)内に廃トナーが堆積していると、この堆積している廃トナーが、上下移動するコイルスプリング101によってほぐされる。これにより、廃トナー落下口53から廃棄ボトル48のトナー受入口54に至るトナー落下経路55に廃トナーが詰まるのを防止することができる。
また、本実施形態では、揺動中心軸104と、この揺動中心軸104から異なる方向に延びる第1、第2アーム部105,106とを有する揺動部材103を、揺動中心軸104に直交する平面上で揺動させる構成が採用されている。これにより、搬送スクリュー51の回転動力を、搬送スクリュー51の回転軸芯Qと直交する方向に前記回転軸芯Qから離間した位置に鉛直上下方向成分の動力に変換して伝達することができる。これにより、トナー落下経路55が回転軸芯Qからそれと直交する方向に離間している場合でも、そのトナー落下経路55に堆積した廃トナーをほぐすことができる。
図10に示すように、画像処理装置1には、廃棄ボトル48における廃トナーの満杯を検知する満杯検知センサー300が設けられている。満杯検知センサー300は、例えば発光ダイオードからなる発光器と、例えばフォトトランジスタからなる受光器とを有する反射型の光学センサーである。検知位置L(図9、図10参照)に廃トナーが存在するとき、発光器から出力された光がその廃トナーによって反射され、その反射光が受光器により受光される。
搬送スクリュー51の回転に伴うコイルスプリング101の可動領域Hは、満杯検知センサー300による検知位置Lより上方の位置に設定されている。これにより、コイルスプリング101が満杯検知センサー300の検知位置Lに進入することによりコイルスプリング101が廃トナーと誤って検知されるのを回避することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前述した内容のものに限られず、種々の変形例が適用可能である。
例えば、前記実施形態では、移動部材の一例としてコイルスプリング101が採用されているが、移動部材は、これに限定されるものではない。例えば、長手方向に均一の形状を有する棒状の部材でもよいし、或いは、その先端部分に複数の針状又は短冊状の部位が形成されたものでもよい。
1 画像形成装置
3〜6 画像形成部
48 廃棄ボトル
51 搬送スクリュー(回転部材、スクリュー)
55 トナー落下経路(トナー移動路)
101 コイルスプリング(移動部材)
102 駆動機構
105 第1アーム部
106 第2アーム部
300 満杯検知センサー(満杯検知手段)
513 係合部

Claims (7)

  1. トナーを用いて画像を形成する画像形成部と、
    前記画像形成部で使用された後の廃トナーが収容される廃トナー収容部と、
    前記画像形成部から前記廃トナー収容部に移動する前記廃トナーの移動経路のうち前記廃トナーが落下移動するトナー落下経路内で前記廃トナーの落下方向と平行な方向に移動可能に支持された移動部材と、
    前記移動部材を前記廃トナーの落下方向と平行な方向に往復移動させる駆動機構と、
    を備える画像形成装置。
  2. 前記トナー落下経路が鉛直方向と平行な経路であって、前記駆動機構が前記移動部材を鉛直上下方向に往復移動させる請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記駆動機構が、前記画像形成装置において他の用途で回転駆動される回転部材の回転動力を前記廃トナーの落下方向と平行な方向の動力に変換して前記移動部材に伝達する請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 一列に配列された複数の前記画像形成部を備え、
    前記回転部材は、前記画像形成部各々から排出される廃トナーを水平方向に搬送するスクリューであり、
    前記トナー落下経路は、前記スクリューのトナー搬送方向下流側に設けられたトナー落下口からその下方に配置された前記廃トナー収容部までの搬送路である請求項1乃至3の何れか一項に記載の画像形成装置。
  5. 前記トナー落下口は、前記水平方向と平行且つ前記スクリューの回転軸芯と直交する方向において前記スクリューの回転軸芯から離間した位置に設けられている請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記駆動機構は、
    前記回転部材の回転中心から偏心した位置に設けられ、前記回転部材の回転とともに変位する係合部と、
    前記係合部と係合し、変位する前記係合部から力を受けて前記回転部材の回転中心に平行な予め定められた揺動軸を中心として揺動可能な第1アーム部と、
    前記揺動軸を中心として前記第1アーム部と一体で揺動可能であり、前記移動部材を支持する第2アーム部と、
    を有する請求項5に記載の画像形成装置。
  7. 前記廃トナー収容部における廃トナーの満杯を検知する満杯検知手段を更に備え、
    前記移動部材の可動領域が、前記満杯検知手段による検知位置より上方の位置に設定されている請求項1乃至6の何れか一項に記載の画像形成装置。
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